一種咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑及其制備方法，屬于環(huán)境保護領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，我國的石油化工行業(yè)發(fā)展迅速，由此產(chǎn)生的含油污水也成為日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。石油化工行業(yè)產(chǎn)生的污水具有含油高、濁度大、組分復(fù)雜等特點，對生態(tài)系統(tǒng)、植物、土壤和水體都有嚴(yán)重影響。因此，石油化工行業(yè)的污水必須要經(jīng)過嚴(yán)格處理達(dá)標(biāo)后才能排放。目前，對含油污水的處理方法主要有絮凝沉淀法、膜分離法、電化學(xué)法以及生物法等。其中，絮凝沉淀法由于除油除濁效果好、操作簡單、投藥量少、反應(yīng)快、沉降時間短等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。研制新型高效的絮凝劑是含油污水處理的關(guān)鍵。
[0003]有機合成高分子絮凝劑是利用有機單體經(jīng)化學(xué)聚合或高分子化合物共聚而成的，它含有帶電的官能團或中性的官能團，可溶于水中而具有電解質(zhì)的行為。這種絮凝劑的絮凝機理一般認(rèn)為是經(jīng)過電中和后，絮凝劑的高分子鏈與多個膠體顆粒以化學(xué)鍵相結(jié)合而形成橋連，同時高分子一般具有較強的吸附作用和網(wǎng)捕卷掃作用，使膠體顆粒形成大的分子團并得以快速沉降下來。
[0004]環(huán)氧氯丙烷與不同的胺通過開環(huán)和氫原子轉(zhuǎn)移的逐步聚合，可以得到一系列的高分子化合物，這些高分子屬于陽離子有機絮凝劑可用于石油化工行業(yè)的含油污水的處理。目前國內(nèi)對聚環(huán)氧氯丙烷與胺的反應(yīng)物類水處理劑的研究和應(yīng)用報道日趨增多。然而該類型絮凝劑的關(guān)鍵在于交聯(lián)劑，交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)不同，合成出的絮凝劑的結(jié)構(gòu)、分子量、陽離子度等也不同，具有不同的絮凝除油除濁效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中還處于空白的問題。
[0006]本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑的制備方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑，由環(huán)氧氯丙烷、二甲胺和交聯(lián)劑按摩爾比制備而成，二甲胺:環(huán)氧氯丙烷:交聯(lián)劑=1:0.5?5:0.05?0.5。
[0008]所述的交聯(lián)劑是咪唑、2-烷基咪唑、4-烷基咪唑中一種或幾種，烷基的碳原子為I?16。
[0009]所述的環(huán)氧氯丙烷、二甲胺和交聯(lián)劑摩爾比優(yōu)選為，二甲胺:環(huán)氧氯丙烷:交聯(lián)劑=1:1-3:0.1-0.2o
[0010]咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑的制備方法，包括如下步驟:
室溫條件下，按上述摩爾比，在反應(yīng)器中加入質(zhì)量濃度為20%?60%的二甲胺水溶液和交聯(lián)劑，攪拌均勻后緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷，滴加結(jié)束后反應(yīng)2?10 h;然后，升高溫度到40?90°C反應(yīng)2?10 h，滴加稀硫酸，調(diào)pH值為2?6，得到咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑。[0011 ]所述的二甲胺水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為35%?45%。
[0012]所述的反應(yīng)溫度優(yōu)選為50?70°C。
[0013]所述的反應(yīng)時間優(yōu)選為4?7ho
[0014]所述的調(diào)節(jié)pH值優(yōu)選為4~5。
[0015]本發(fā)明的制備方法有以下優(yōu)點:工藝簡便，成本低，合成的咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑具有使用量少，反應(yīng)快，沉降時間短，除油除濁效果好等優(yōu)勢。
[0016]本發(fā)明提供的咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑是以不同烷基咪唑為交聯(lián)劑制備的，主要是利用咪唑環(huán)上的叔氮原子具有孤對電子，可以和空軌道的一些化合物進行復(fù)合，并且仲胺基上有活潑氫，可以用作交聯(lián)劑。同時咪唑環(huán)上有兩個電負(fù)性較大的氮原子能夠形成分子間的氫鍵，使絮凝劑有較好的吸附架橋網(wǎng)捕作用，對于含油污水具有很好的除油除濁效果。
【附圖說明】
[0017]圖1為按照本發(fā)明制備方法制得的絮凝劑I的紅外光譜圖。
[0018]圖2為按照本發(fā)明制備方法制得的絮凝劑I的核磁共振譜圖。
[0019]圖3為按照本發(fā)明制備方法制得的絮凝劑I在某石油化工污水處理中溫度對該絮凝劑除濁效果的影響。
[0020]圖4為按照本發(fā)明制備方法制得的絮凝劑I在某石油化工污水處理中使用量對該絮凝劑除濁效果的影響。
【具體實施方式】
[0021]—種咪唑類季銨鹽陽離子絮凝劑，是由環(huán)氧氯丙烷、二甲胺和交聯(lián)劑組成，所述的交聯(lián)劑是咪唑、2-烷基咪唑、4-烷基咪唑中一種或幾種，烷基的碳原子為I?16。
[0022]實施例1
室溫條件下，在反應(yīng)器中加入濃度40%的二甲胺水溶液和2-甲基咪唑，二甲胺和2-甲基咪唑的摩爾比為，二甲胺:2_甲基咪唑=1:0.1，攪拌均勻后緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷，二甲胺和環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為，二甲胺:環(huán)氧氯丙烷=1:1.5，滴加結(jié)束后反應(yīng)5 h。然后，升高溫度到70°C反應(yīng)5 h，滴加稀硫酸，調(diào)pH值為5，得到絮凝劑I。
[0023]圖1為該實例中絮凝劑I的紅外光譜圖，圖2為該實例中絮凝劑I的核磁共振譜圖。
[0024]實施例2
室溫條件下，在反應(yīng)器中加入濃度為40%的二甲胺水溶液和2-己基咪唑，二甲胺和2-己基咪唑的摩爾比為，二甲胺:2-己基咪唑=1:0.2，攪拌均勻后緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷，二甲胺和環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為，二甲胺:環(huán)氧氯丙烷=1:2，滴加結(jié)束后反應(yīng)3 h。然后，升高溫度到60°C反應(yīng)7 h，滴加稀硫酸，調(diào)pH值為4，得到絮凝劑2。
[0025]實施例3
室溫條件下，在反應(yīng)器中加入濃度為30%的二甲胺水溶液和4-己基咪唑，二甲胺和4-己基咪唑的摩爾比為，二甲胺:4-己基咪唑=1:0.05,攪拌均勻后緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷，二甲胺和環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為，二甲胺:環(huán)氧氯丙烷=1:5，滴加結(jié)束后反應(yīng)4 h。然后，升高溫度到70°C反應(yīng)6 h，滴加稀硫酸，調(diào)pH值為5，得到絮凝劑3。
[0026]實施例4
室溫條件下，在反應(yīng)器中加入濃度為50%的二甲胺水溶液和咪唑，二甲胺和咪唑的摩爾比為，二甲胺:咪唑=1:0.1，攪拌均勻后緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷，二甲胺和環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為，二甲胺:環(huán)氧氯丙烷=1:1.5，滴加結(jié)束后反應(yīng)5 h。然后，升高溫度到70°C反應(yīng)5 h，滴加稀硫酸，調(diào)PH值為5，得到絮凝劑4。
[0027]實施例5
室溫條